循環冷卻水系統范文
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篇1
中圖分類號：TV文獻標識碼： A
一、循環冷卻水的概念
1、循環冷卻水的概念
以水作為冷卻介質，并循環使用的一種水系統稱為循環冷卻水系統。循環冷卻水通過換熱器交換熱量或直接接觸換熱方式來交換介質熱量并經冷卻塔涼水后，循環使用，以節約水資源。一般情況下，循環水是中性和弱堿性的，ph值控制在7-9.5之間；在與介質直接接觸的循環冷卻水的有酸性或堿性（ph值大于10.0）的情況一般較少。
2、循環水的降溫原理
2.1蒸發散熱
水在冷卻設備中形成大大小小的水滴或極薄的水膜，擴大其與空氣的接觸面積和延長接觸時間加強水的蒸發，使水汽從水中帶走氣化所需的熱量從而使水冷卻。
2.2接觸散熱
水與較低溫度的空氣接觸，由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中，水溫得到降低。
2.3輻射散熱
不需要傳熱介質的作用，而是由一種電磁波的形式來傳播熱能的現象。這3種散熱過程在誰冷卻中所起的作用，隨空氣的物理性質不同而異。春、夏、秋三季，室外氣溫較高，表面蒸發起主要作用，最炎熱夏季的蒸發熱量可達總散熱量的90%以上，故水的蒸發損失量最大，需要的補充水量也最多。在冬季，由于氣溫降低，接觸散熱的作用增大，從夏季的10%-20%增加到40%-50%，嚴寒天氣甚至可增加到70%左右，故在寒秋季節水的蒸發損失量減少，補充水量也就隨之降低。
二、循環冷卻水處理存在的問題
冷卻水在系統中不斷循環重復使用，由于各種無機離子、有機物質、水不溶物等，不斷隨補充水及冷卻塔洗滌進入，隨水溫的升高（冷卻），水份不斷蒸發濃縮，以及設備結構和材料等多種因素的綜合作用，使循環水系統在短時間內會出現：嚴重的沉積物（水垢）附著、設備腐蝕（銹垢）和微生物的大量滋生（生物粘泥、軟垢附著），以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等問題。它們會威脅和破壞工廠設備長周期地安全生產，甚至造成較大的經濟損失。其直觀表現如下：
1、主要水冷換熱器傳熱效率快速降低（換熱管壁結水垢）
多數換熱器用碳鋼或不銹鋼、銅制成，碳鋼的導熱系數為46.4～52.2W/(m?k)，但碳酸垢的導熱系數為0.464～0.697W/(m?k)，只有碳鋼的1%左右，由此可見，水垢或其他沉積物的導熱系數比金屬低得的多，因此當水垢或其他沉積物有少量覆蓋在換熱器的換熱管表面時，就會大大降低換熱器的傳熱效率。
2、換熱管內循環水流量減少（甚至逐漸堵塞換熱管），換熱效果降低
沉積物或微生物粘泥覆蓋在換熱器的換熱管壁甚至堵塞換熱管，使得循環水通道的截面積和通量變小，從而使換熱效率進一步降低。
3、設備加速腐蝕（主要表現為垢下腐蝕）
沉積物和微生物的產生，促使了濃差腐蝕電池的形成及垢下腐蝕的產生，從而使金屬的腐蝕速度加劇。
4、設備的使用壽命成倍縮短
一方面，沉積物和微生物粘泥等覆蓋在換熱管表面，阻止設備的有效換熱，使換熱表面（介質側）的金屬長期處于高溫熱負荷狀態，導致金屬疲勞；另一方面，腐蝕嚴重導致換熱管管壁加速變薄，尤其是垢下腐蝕和濃差腐蝕還會導致設備穿孔泄漏。這些情況的發生，使得設備的使用壽命被成倍縮短，且嚴重影響生產的正常進行。
5、增加生產運行成本
為使設備保持足夠的換熱效率，必須采取增加循環量（啟動備用泵）、大幅加補新鮮水等措施，使運行費用成倍增加，但效果卻很差；致使單位時間負荷下降、產量降低，而成本上升；還有維修費用也會增加，等等增大產品的生產成本。
以上循環水冷卻水系統存在問題是可以通過水質穩定處理很好解決的。對循環水系統進行科學的、穩定的水處理和管理是很必要的，能實現較小投入帶來極大產出。
三、循環冷卻水處理措施
1、提高水質處理藥劑濃縮倍數
循環水系統的補水量等于系統中各種蒸發、風吹、滲漏和排污損失之和，提高系統運行的濃縮倍數可以減少排污量，即減少系統的補水量，達到節水的目的。但是過高的提高濃縮倍數，會使循環冷卻水的硬度、堿度、氯離子等的濃度過高，使水的結垢傾向、腐蝕性大大增加，就需要相應的提高循環水的水質穩定處理效果。這就需要有效的水質處理方法，在考慮環保的同時，采用高效的水處理藥劑來提高濃縮倍數。以下幾種水質穩定處理藥劑已經在一些工業項目中的循環水系統應用,并且取得了明顯的效益。
1.1硫酸―阻垢劑處理
是指在水體中先加入硫酸使補充水堿度降到一定程度后再加入阻垢劑如聚磷酸鹽、有機阻垢劑等。從而達到阻垢和保證循環水穩定運行的目的。該法占地小、技術簡單。但是需注意SO24-濃度過高會侵蝕混凝土，同時用有機磷處理循環冷卻水勢必加強水生物的繁殖，加重腐蝕程度，所以藥劑處理要同時考慮阻垢、緩蝕及殺菌等多方面的效果，一般可以考慮采用復合型阻垢劑。
1.2弱酸樹脂交換處理
可降低水中的碳酸鹽硬度及相應的堿度，再投加緩蝕劑可防止循環水系統的腐蝕，既可提高循環水濃縮倍率，又不會增加水中硫酸根離子。該法適用于處理碳酸鹽硬度比例高的水，優點是系統簡單、運行條件好、交換容量大、易再生、酸耗較低，從根本上解決了結垢問題。缺點是運行費用高、占地面積大、廢水排放量大。
1.3石灰軟化―加酸
補充水在預處理時就投加適當的石灰，除去水中的Ca2+、Mg2+，原水鈣含量高而補水量又較大的循環冷卻水系統常采用這種方法。經石灰處理的水，雖然碳酸鹽堿度可以降低，但卻有可能出現CaCO3沉淀，為消除這種不穩定性，可添加少量H2SO4。此法優點是處理能力大，運行費用較低。缺點是投資大、對石灰粉純度要求高、對環境影響大。
1.4反滲透脫鹽處理技術
采用反滲透對循環冷卻水進行軟化、除鹽處理。其脫鹽率常在98%左右。該處理法操作方便，易于實現自動化，并且脫鹽效果好，有利于提高循環水水質。缺點是投資大、膜污染嚴重、清洗頻繁。
2、管道減阻節能劑
減阻節能劑是用于降低流體流動阻力實現節能的化學添加劑。近年來國際環保節能機構啟動了減阻節能專項研究項目，丹麥、荷蘭、加拿大、美國等國家對表面活性減阻技術進行了大量的研究工作，取得了很大成效，管道摩擦阻力最高可減少70%以上，某些減阻節能劑品種已進入實用階段。國內也開展了管道減阻節能的基礎研究，并進行了減阻節能劑的應用研究，已開發了陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑和非離子表面活性劑為主劑的三類減阻節能劑配方。減阻節能劑應用于循環水系統中，不僅能夠降低管網投資造價，而且能降低循環水泵日常運行的電耗。在循環水系統中加入管道減阻節能劑是簡便易行的節能方法，現有循環水系統改造無需新增大筆設備投資，具有廣闊的發展前景，經濟和社會效益巨大。但是目前國內對減阻節能劑的應用研究滯后，企業參與度還不高。
3、循環冷卻水系統的殺菌滅藻處理
循環冷卻水在經過化學處理過程中，會滋生比較豐富的營養藻，因為在通過冷卻塔冷卻過程中，水中溶解有一定數量的溶解氧，加之循環水溫等因素，都為水中微生物的生長繁殖提供了適宜的環境，特別是在炎熱的夏天，它的滋生尤其明顯，為了抑制菌藻生成生長，通過加入殺菌滅藻劑來實現。在炎熱的季節，視菌藻生成的情況，可以不定期往循環水系統中按50-100mg/L的濃度來投加殺菌滅藻劑，加入后，盡量維持不排污、不補水，以盡量維持較高的藥劑濃度，待被殺死的菌藻尸體和換熱設備上剝離掉的粘泥沉積到沉降排污池后，及時將其排放，達到循環水水質符合管理標準的目的。
四、循環水系統技術管理中的要點
1、循環水中pH值范圍的控制
企業應根據使用的循環水緩蝕阻垢劑的不同，正確控制水的pH值范圍，各種循環水緩蝕阻垢劑都有其適用的pH值，當循環水的pH值低于這一范圍時，水的腐蝕性將加劇，造成設備的腐蝕；當循環水的pH值高于這一范圍時，則水的結垢趨勢增大，容易引起換熱器結垢，因而pH值的控制，應采用連續在線控制，在沒有外界因素影響的條件下，應嚴格控制pH值范圍，充分發揮緩蝕阻垢劑的最大效果，提高換熱設備的運行質量。
2、循環水中有關指標的特殊控制
循環水控制的分析項目主要有pH、濁度、總硬度、Ca2+、Mg2+、有機磷、正磷、余氯、CI-、異養菌、粘泥、平均腐蝕率等，對用于特定的換熱設備、介質的循環水，在分析項目和指標控制要求中，還要另加重視，如不銹鋼換熱器中的循環水在上述指標中，應嚴控CI-濃度，當該濃度高時，對設備產生晶間腐蝕，輕者造成經濟損失，嚴重者將會發生安全事故；在熱電廠的循環水質指標中，還要增加NH3濃度分析，當水中NH3濃度達到一定值時，發電系統的紫銅冷凝器，將因NH3濃度超標而發生腐蝕，使其產生泄漏，影響發電機組的運行。
結束語
循環冷卻水系統的節能措施有很多，不同的工業項目應根據項目規模、實際的運行工況、建設地的條件等各方面情況，綜合考慮采用合適的節能措施，更好的實現節能減排的目的。
參考文獻
[1]羅登紅,孫志勇,趙薇.小氮肥循環冷卻水系統不停車清洗及預膜[J].內蒙古石油化工,2014,02:82-83.
篇2
【關鍵詞】循環；冷卻水；系統；設計；探究
1.前言
循環冷卻水系統是常見的冷卻系統，以水作為冷卻的介質，主要特征是可以循環使用。目前此系統已經在多個行業領域廣泛應用。通常情況下，循環冷卻水系統主要包括以下幾個部分，冷卻設備、水泵以及管道。其中冷卻設備是最為重要的組成部分，主要包括換熱設備、換熱器、冷凝器以及反應器等。循環冷卻水工作的原理簡單。在凝汽器中，循環水將汽輪機排汽冷凝下來，蒸汽在氣化過程中產生的熱量被帶走，并且在凝汽器中形成高度真空，這是降低汽輪機的排汽壓力的關鍵所在，是其正常運轉不可缺少的。這個過程是保證汽輪機理想焓降增大的過程，可以起到明顯的增加功率的作用。另外，如何合理的設計冷卻水系統也是至關重要的。通常情況下，冷卻水系統在設計過程中應該充分考慮是否能夠保證汽輪機在其它條件相同下具有最大的出力。只有這樣，在整個系統運轉的過程中，汽輪機才可以實現其功能的高效發揮，才能夠保證使用的安全性與經濟性。
2.冷卻塔在循環冷卻水系統中的應用
冷卻塔是循環水冷卻系統中常見的設備。在我國南方，水分充足并且河流較多，通常情況下會選擇直流系統。但是，北方地區由于氣候干燥，水分稀少便不適合采用這種設置。為了節約用水，北方冷卻水系統中通常設置冷卻塔，以此達到使升溫后的水經過冷卻塔降溫后再進入凝汽器和輔機的作用，進而實現循環利用。在我國的北方地區，大中型電廠中自然通風雙曲線型冷卻塔成為電能產生過程中必不可少的設備，甚至成為我國北方地區電廠的標志性設備。
盡管能夠循環的冷卻塔具有一定的優勢，較好的實現了節約水資源的目標，但是仍然需要使用一定的水資源。伴隨著社會的發展以及技術的進步，這一方式也難以滿足社會發展的需求。因此，機械通風直接空氣冷卻系統已經成為新形勢下的選擇。
但是，我們應該充分認識到直接空冷凝汽器在使用過程中的局限性。這一裝置的安裝較為復雜，通常安裝在汽機間外的高架平臺上，其它附屬設備及軸承冷卻仍然采用循環冷卻水系統。通常情況下冷卻塔的布置有廠區地面布置和廠房運煤層布置兩種方式。但是，具體情況應該根據冷卻水量的大小進行確定。
3.冷卻循環水系統的相關技術以及可靠性分析
構成循環冷卻水系統的裝置較為復雜，每個系統之間通過密切的協調配合才能維持整個系統的正常運轉。各系統之間存在工作原理、系統控制方法、設備制造工藝及安裝方式之間的差異，這也就引起了每個裝置能量流失方式的不同。因此，在對能力轉移、流失以轉換效率進行分析的基礎上，我們可以選擇不同的節能技術。在目前的技術水平下，對電源裝置本身的優化是最簡單和最高效的節能方式。另外，變頻調速、高效水泵及水動能也是實現節能的有效手段。每種節能手段的側重點不同，其中變頻調速控制是從系統控制優化角度進行節能優化； 而水泵節能較為復雜，需要通過改造設備與改善設計效果實現節能。水動能冷卻塔則是充分利用管網中水動能余量進行能量二次利用[1]。
循環冷卻水系統的可靠性是關系其能否正常運轉的重要因素。但是，其可靠性高低與多種因素密切相關。通常情況下，組成系統的各個設備的可靠性是極為重要影響因素。另外，不可忽視的是各個系統之間的連接方式也會影響到整個系統的可靠性。而提高設備可靠性的手段主要包括保證制造廠的機加工水平、設計水平、材料性質等。另外，為了提高系統的可靠性，一般均要進行可靠性設計。尤其應該對循環水泵的配置及連接等關鍵環節進行檢查，一般設置兩臺或三臺循環水泵，其中一臺備用，連接采用冗余方式并聯連接，實踐證明這是可靠性較高的方式。在對設備連接可靠性理論深入研究的基礎上，我們認為并聯連接方式的可靠性與并聯設備的個數、并聯設備的可靠性以及轉換開關的可靠性有關。并聯設備的個數越多，并聯設備的可靠性越高，整個并聯系統的可靠性就越高[2]。
4. 做好循環冷卻水系統的設計的策略
第一，循環冷卻系統存在的一個顯著問題是冷卻塔進水量大于出水量。這一現象給溢流的出現以及水流失埋下了巨大隱患。在實際運行中，更難以把握的是這一現象難以被及時發現，無法做到及時發現問題和處理問題。即使當發現問題時，控制起來難度仍然較大。通常玻璃鋼冷卻塔的接水盤較淺，只有進水管和出水管的接口，這成為是溢水現象出現的重要原因。如果冷卻塔進水量大于出水量，溢流是通過接水盤邊流出。如果在冷卻塔接水盤的外圈地面砌擋水檻則可以較好的避免溢水現象的出現。通常情況下擋水檻的高度設置為200- 300mm較合適。擋水檻內設地漏，溢流水通過地漏管道流到循環水池，避免了水的流失。另外，還可以采取以下措施避免這一情況的發生。有經驗的運行人員在零米層可以觀察到有無溢流發生，并且根據工作經驗結合實際情況根據溢流水量的大小，用水泵出水閥門調節，使冷卻塔的進出水流量平衡。
第二，保證空氣的順暢排出。排水管道排氣原理在實際應用中具有較好價值，實際操作中需要在立管的底部和中間部位接排氣管，這一位置排氣管可以較好的實現氣和水在不同管道中流動，保證整個系統的穩定。另外，使排氣管出口高出冷卻塔接水盤約500mm左右也是一種較為可行的方法。
第三，合理設置冷卻塔的進出水管道。通常情況下，進出水管道在運煤層，需要做好預防冷卻塔結冰的工作。因此，如何正確設置連通管及閥門，通過閥門調節使循環水不進塔是避免冷卻塔結冰的關鍵所在。另外，這種設置也保證了冷卻塔檢修的充足時間，是提高設備使用效率、延長使用壽命的重要途徑。通常情況下，我們認為只要循環水溫經室內管道自然散熱后，能滿足冷卻設備進水溫度要求，就可采用循環水室內循環散熱方案[3]。但是，在應用中需要具體問題具體分析。
冷卻水循環系統的工作方式以及穩定性對冷卻水溫度有較大的影響。目前的冷卻水系統組成結構復雜并且一般采用閉式循環方式。機力通風塔、自然通風塔以及噴水冷卻池等成為冷卻水循環系統正常運轉必不可少的組成設備，保證這些設備的可靠性是提高系統運行質量的重要因素。
5.結語
循環冷卻水系統越來越廣泛用于各行業中，在工程設計中應根據實際需要，充分考慮循環冷卻水系統節水節能的特點，做好系統設置、管道設置等方面的工作，以降低水資源的消耗、減少不必要的能量消耗為基本原則，做好循環水冷卻系統的設置。
第一，保證系統運行的經濟性和節約性。凝汽器中采用適當的強化傳熱措施是提高經濟性較為可行的辦法。改膜狀凝結為珠狀凝結是較為常見并且效率較高的方法，換熱系數可提高數十倍。
第二，冷卻水進口時盡量保持其處于低溫狀態。這是實現節能與高效的重要環節。冷卻設備從很大程度上關系到冷卻效果，因此在保證冷卻水進口溫度的同時還要科學的選擇設備。
第三，進行科學的可靠性評價。從各個環接出發，采取可行措施，通過保證軟件的容錯功能實現可靠性的提高。
參考文獻：
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[2]宋麗萍. 空壓站循環冷卻水系統設計優劣分析[J].鄂鋼科技，2011 ，30（1）.
[3]張琳. 循環冷卻水系統節能方案設計實踐[J].有色冶金節能，2013 ，4（1）.
篇3
關鍵詞：鈦冶煉爐循環冷卻水 緩蝕阻垢 水穩藥劑 處理分析
中圖分類號：TF085
1 前言
攀鋼鈦業公司鈦冶煉爐冶煉高鈦渣，采用半除鹽循環冷卻水系統間接冷卻電極柱的白鋼保護套、底環、接觸元件和液壓站的液壓站油箱。鈦冶煉爐循環冷卻水系統圖如下。
試生產以來，水冷管道結垢嚴重，流量變小，局部溫度過高造成系統報警頻繁，嚴重影響了水冷系統的換熱效果，產量達不到設計值（平均每月產量小于3000噸）。
2 原因分析
鈦冶煉爐循環冷卻水系統垢樣結果如下。
可知系統老垢以鈣垢為主。結合循環水水質指標計算飽和指數（L.S.I.）和穩定指數（R.S.I.）。
（1）飽和指數
L.S.I.=pH-pHs=9.20-6.34=2.86>0
（2）穩定指數
R.S.I.=2pHs- pH=3.48
由此可知，鈦冶煉爐循環冷卻水系統水質為結垢型水質，此為系統極易沉積污垢的一大因素，另有三個因素：
（1） 循環冷卻水系統的pH值較高，導致循環水中的鈣、鎂離子易從水中析出形成水垢附著在管道壁上；
（2） 污垢的附著，導致冷卻水流量變小，底環冷卻水回水溫度升高，鈣、鎂離子更易析出，如此惡性循環，使系統結垢更加嚴重，冷卻水回水溫度進一步升高，造成超溫報警裝置報警頻繁；
（3） 微生物粘泥形成的污垢，造成管壁增厚，達不到換熱冷卻效果，嚴重時將導致設備燒壞并產生漏水，造成停產檢修。
鑒于此，需對鈦冶煉爐循環冷卻水系統進行水質穩定研究，投加阻垢分散劑（內含污垢剝離成分），以保證不堵塞管道。
3 實驗室藥劑篩選及結果
3. 1 試驗目的
循環冷卻水處理是一個綜合性治理的過程，不能片面地處理結垢或腐蝕或菌藻滋生的問題。因此針對鈦冶煉爐結垢型水質，需篩選以阻垢分散為主，配以緩蝕基團為輔的緩蝕阻垢劑，并結合殺滅、剝離菌藻的殺菌滅藻劑共同保證水質穩定。
3. 2 試驗內容
進行實驗室靜態阻垢試驗、強化腐蝕試驗、緩蝕阻垢劑與殺菌滅藻劑配伍性能試驗、有熱負荷的動態試驗篩選針對性強的緩蝕阻垢配方，確定藥劑投加量，并考核緩蝕阻垢劑和殺菌滅藻劑的配伍性能。
3. 3 靜態阻垢試驗結果
阻垢率隨加藥量變化曲線圖：
3. 4 強化腐蝕試驗及結果
緩蝕率隨藥劑投加量變化曲線圖：
通過試驗，篩選出配方C為緩蝕阻垢最佳配方。
3. 5 殺菌滅藻劑與緩蝕阻垢劑配伍性試驗結果
殺菌滅藻劑與配方C配伍性能較好，殺菌率均保持在99.0%以上。
3. 6 動態模擬試驗結果
將配方C不同濃度進行動態模擬試驗，得出結果見表6：
配方C阻垢緩蝕性能滿足需要，命名為PS-305。投加量在[20，30）mg/l時，對A3鋼、黃銅、不銹鋼均有較好的緩蝕效果，污垢附著率和腐蝕率均能夠達到GB50050-07的要求。
4 現場調試及結果
4.1 調試技術路線
4.2 現場調試結果
調試后鈦冶煉爐循環冷卻水系統各項水質指標和管道腐蝕結垢率均達到GB50050-07要求，說明鈦冶煉爐循環冷卻水系統管道結垢情況得到了有效控制。
5 結論
5.1投加緩蝕阻垢劑PS-305，徹底解決了現場報警異象，說明鈦冶煉爐循環冷卻水系統所結老垢已徹底清離，管道管徑已恢復。運行期間，水系統污垢附著率均低于GB50050-07（污垢附著率≤15m.c.m）的標準，確保了鈦冶煉爐冶煉高鈦渣的安全生產。
5.2 投加緩蝕阻垢劑PS-305，水系統腐蝕率均低于GB50050-07（碳鋼≤0.075mm/a、銅≤0.005mm/a、不銹鋼≤0.005mm/a）的標準，有效的減緩了鈦冶煉爐循環冷卻水系統設備的腐蝕速率，增加了設備的使用壽命。
篇4
關鍵詞： 鋼鐵企業 循環冷卻水系統 電氣節能
0 引言
在水資源日益匱乏、水污染又異常嚴重的今天，經濟有效地廢水處理循環利用成為當務之急。在鋼鐵行業中，水是重要的能源動力介質，工業循環冷卻水系統具有系統復雜、用戶多、水量大、循環水介質種類多等特點。其能耗也極高，用電負荷約占整個單元項目用電量的20～30%，大型鋼鐵聯合企業單元內循環冷卻水系統的能耗可達數千甚至上萬千瓦的電量。
在工業循環冷卻水系統設計過程中，貫徹節能措施，開展節能設計，降低水系統的電耗，將有助于控制整個項目的能耗，對于節能減排有積極的意義。本文就如何進行鋼鐵企業工業循環冷卻水系統的節能措施展開討論，可作為實際工程的借鑒和參考。
1 工業循環冷卻水系統能耗的組成
工業循環冷卻水系統的能耗由以下幾部分組成：
1.1 供水能耗
現場用戶需要大量的循環冷卻水，要供水則必須供電，用戶多、水量大則用電需求量大，也意味著能耗高，擁護少、水量小則用電需求量小，也意味著能耗小。
不同的用戶，其用水水壓要求也不同，壓力要求高則能耗高，壓力要求低則能耗低。另外，在考慮水壓能耗時，不僅要考慮供水壓力的因素，也同時要考慮壓力回水這一因素。對于循環水系統而言，有供水則必有回水。回水的壓力必須能滿足從主工藝單元車間回水至循環水處理站。
水處理站與用戶之間的管道距離也會產生水頭損失。供水回水管路短，管道的水頭損失就小，可以適當的降低供水水泵的電機功率，在長期的運行中可節約能源，以一座循環水量為10000m3/h的工業凈循環水處理站為例，每縮短100m的供回水管路，約可節約用電40kW左右。
1.2 用水能耗
用水能耗主要體現在用水制度上。用水制度分為連續用水制度和間斷用水制度。連續用水制度用電量一定高于間斷用水制度，連續用水制度能耗也一定高于間斷用水制度能耗。
其次、工業循環冷卻水的主要作用是帶走在生產過程中由工藝設備所產生的大量熱量、冷卻設備。對于工業循環冷卻水系統而言，帶走熱量的主要途徑是換熱器、蒸發空冷器或是冷卻塔，如果采用換熱器作為間接冷卻的手段，其最后起冷卻作用的還是冷卻塔。
冷卻塔與蒸發空冷器要實現熱量在循環水系統與大氣之間的交換，勢必也要消耗電力、消耗能量。循環水系統供回水溫差越大，需要交換的熱量就越大，風機的電耗也越大，能耗就越高。另外，如果用戶要求的水溫越低，也會直接導致冷卻塔或蒸發空冷器用電量的增大和能耗的上升。
2 措施
2.1 變壓器節能
污水處理廠設計中要選用節能變壓器。所謂的節能變壓器是指空載損耗，負載損耗相對比較低的變壓器。如s9、sl9、sc8等型變壓器，s9系列與s7系列相比空載損耗平均下降了10%，負載損耗平均下降了21%。隨著市場的需求及技術的進步，目前又出現了s12系列變壓器，非晶合金鐵芯變壓器SH12系列的空載損耗較S9系列降低75%左右，但其價格僅比S9系列平均高出30%，其負載損耗與S9系列變壓器相等。
變壓器的最低能耗一般發生在負荷率50%～60%左右，但按照這個負荷去選擇變壓器，會使變壓器選擇過大，給運輸、占地、投資等均帶來麻煩，綜合考慮初裝費，變壓器、高低壓開關柜、土建投資及運行費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的余量，變壓器最經濟節能的負荷率一般在75%～85%。
2.2 減少線路損耗
在一個工程中電線、電纜的需要量非常大，少則幾千米，多則上萬米，有效的減少配電線路的電能損耗，節省的電能是相當可觀的。導體的電阻與其電阻率，線路的長度成正比，與線路的截面積成反比，因此減少線路的損耗應從這幾方面入手。
選用電阻率較小的銅做導體；電線、電纜敷設時應盡量少走彎路， 減少線纜長度；變壓器盡可能地靠近負荷中心，減少低壓電纜的長度；合理選擇線纜的截面積。電線，電纜的截面通常按照線纜的載流量大于線路的工作電流來選擇，再按照電壓損失和機械強度來校驗。
2.3 低壓配電系統無功補償的優化
無功補償可分為集中補償和分散補償。分散于就地的無功補償有以下好處：簡單可靠，因為只要在用電設備上并聯一臺合適的專用電容器就可以滿足，不需要外加其他保護裝置；能提高低壓電網的功率因數，降低了線損；具有較好的經濟效益；提高了低壓線路的功率因數，減少線路末端電壓波動。污水處理廠的負荷一般比較集中，低壓配電房選在負荷中心位置時，優先采用低壓配電集中補償。
2.4 減少電動機的電能損耗
工業循環水系統最主要的設備就是水泵，而減少電動機電能損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。設計中應采用高效率電動機，但在具體工程中電動機通常都是與工藝、機運及水暖專業的設備配套，由設備制造商統一供應，所以節能措施只能貫徹在運行過程中。
通過風機、泵類專用系列變頻器在循環冷卻水系統對鼓風機、水泵等工藝設備變頻控制調節技術的應用分析，該技術使各系統風量、水量、水壓等負荷工況參數按負荷情況得到適時調節。不但能改善系統的調節品質，達到閥門、風門調節、回流調節等落后調節方式所不能相比的調節性能。實際應用表明，該技術具有先進，節能效果顯著等優點，在風機、泵類負載系統節能領域具有廣闊的應用前景。
另外，空壓機也是循環冷卻水系統不可缺少的設備。企業一般在設計空壓機的裝機容量時，由于不能排除空壓機在滿負荷狀態下長時間運行的可能性，所以只能按最大需要來決定壓縮機的容量，設計余量一般都偏大，在實際生產過程中增加了電能浪費，因此對空壓機進行變頻節能改造是必要地。
2.5 錯峰運行
鋼鐵企業的電價計費大多采用大工業電價，我國現行的大工業電價計費方式采用峰谷計量模式，分4個時段分別計價：8：00-12：00、22：00-24：00為峰段計價時段，電價較居民生活電價高53%；12：00-18：00為平段計價時段，電價與居民生活電價基本相同；18：00-22：00為尖段計價時段，電價較居民生活電價高72%；0：00-8：00為谷段計價時段，電價較居民生活電價低47%。由上述四個時段的電價計費方式可以看出，尖段的電價是谷段電價的3倍多，科學調度各時段的生產運行，對節約電費具有很好的實用性。特別是污泥脫水工段，如何避過尖段、峰段用電，充分利用谷段用電，對節約電費作用明顯。
2.6 無電機冷卻塔
無電機冷卻塔屬水動環保型冷卻塔，即利用循環水余壓或者上塔泵的壓力推動水輪機帶動風扇轉動，無須電機運行，具有節能、高效、低噪音、壽命長、費用低、安全性高等優點。
以某鋼廠水處理為例，共使用水動環保型冷卻塔8臺。同樣大小的冷卻塔風機的電機功率一般為20kW，以冷卻塔每年工作8000h計，則每年用電：20kW*8*8000=128萬kWh，電價按工業企業電費標準0.6元kWh。則每年電費是76.8萬元。根據節能計算，可每年節約電費76.8萬元。如果考慮電機、傳動軸、減速機的維護、檢修費用，則每年節約的費用更加可觀。
3 結論
鋼鐵企業的工業循環冷卻水系統的節能設計是一項系統設計，需要對各個能耗環節進行分析、計算和不斷的優化。能否更好地解決鋼鐵企業的能耗問題，合理進行能源分配，已經成為決定鋼鐵企業運行效益好壞的關鍵因素。
參考文獻
[1]金亞飚.淺談鋼鐵企業循環冷卻水系統節能設計.冶金能源，2009-10.
[2]吳軍偉、朱學紅.淺談污水處理廠的節能降耗.中國給水排水，2011-11.
篇5
關鍵詞：機力通風冷卻塔；循環冷卻水系統；冷卻塔選型
中圖分類號：TK224
文獻標識碼：A
文章編號：1009-2374（2012）18
我國南方地區燃煤電廠原有機組大部分采用直流冷卻方式。隨著經濟的高速發展，水資源日益緊張及環保要求，新建燃煤電廠均要求采用帶冷卻構筑物的循環供水系統。一方面，循環水系統的選擇及方式即汽輪機“冷端優化”，直接影響到凝汽器的真空，最終會影響到汽輪機的電功率和電廠的煤耗。另一方面，由于環保水務等方面因素的制約，在循環供水系統的設計上必須要達到國家和當地政府的設計規范。
1 中電荔新項目概述
廣州中電荔新電力實業有限公司實為廣州新塘漂染工業環境保護綜合治理項目熱電站的二期工程，在建機組為2×330MW熱電機組，前期已建有2×100MW熱電機組（旺隆電廠），對新塘環保工業園內的企業進行集中供熱，工業園內12×104t/d凈水供水站和10×104t/d污水處理廠也已建成投產。一期2×100MW機組循環水系統采用直流冷卻方式，在純凝汽工況下最大溫排水量為21222m3/h，排入東江北干流，生活污水和一般工業廢水分別經相應處理后排入工業園污水處理廠。本期工程供水水源分別為東江、工業園凈水廠和城市自來水。本期2×330MW機組在純凝額定工況下，循環冷卻水熱季需水量為43211m3/h，冷季需水量為33595m3/h；在抽汽額定工況下，循環冷卻水熱季需水量為32624m3/h，冷季需水量為25451m3/h，冷卻水以東江為
水源。
2 初步設計選型結果
旺隆熱電工程和本工程原規劃設計總容量為2×100MW+2×210MW，循環水系統按直流供水設計，并取得了取水許可證。在本工程可行性研究階段，設計容量由2×210MW更改為2×330MW級，循環水取水量較原取水量增大28821.4m3/h，無法通過水力主管部門的審批。根據業主《關于中電荔新循環水相關事宜的傳真》，本工程在初步設計階段1號機組按直流供水系統，2號機組按帶自然通風冷卻塔的循環供水系統設計。工業水系統采用直流供水系統，工業水回收水作為2號機組循環水系統的補
給水。
直流供水系統的流程如下：取水口旋轉濾網間循環水進水自流溝泵房進水間循環水泵房 循環水泵循環水壓力進水管凝汽器及輔機冷卻器循環水壓力排水管排水溝虹吸井循環水排水自流溝排水口東江。
循環供水系統的流程如下：循環水泵房循環水泵循環水壓力進水管凝汽器及輔機冷卻器 循環水壓力回水管自然通風冷卻塔循環水回水溝循環水泵房進水前池循環水泵房。
3 冷卻塔的選型
冷卻塔選型比較的目的是為了是循環水系統的設備包括循環水泵、冷卻塔的投資及機組發電量、水泵耗電量等運行費用總體最低。
3.1 冷卻塔選型方案的選擇
方案一：采用帶機械通風冷卻塔的循環供水
系統。
方案二：采用帶自然通風冷卻塔的循環供水
系統。
3.2 冷卻塔的一般技術指標
3.3 冷卻塔的經濟比較
3.5 結論
通過以上比較，方案一總投資及占地面積均比方案二小，且年總費用比方案二少646.31萬元；根據部分工程實際情況，機械通風冷卻塔和自然通風冷卻塔出水溫度的差值隨著建電廠地區濕球溫度的升高而加大, 隨著濕球溫度的降低而減小，即在高溫高濕地區，機力塔的優越性愈是明顯。以上計算是按純凝工況考慮，當電廠供熱時，采用方案一可根據抽汽量的變化調節機力通風冷卻塔風機開啟的臺數，假設機組常年供熱時按50%抽氣量，方案一冷卻塔電機的年運行費用還可節約電費281.23萬元，年費用與方案
二相比，節省更多，故采用方案一。
4 選定投建循環水系統方案
由于中電荔新項目1號機組按原本300MW機組溫排水量向珠江水委審批通過，后機組選定為330MW容量，多余10%溫排水量必須經過冷卻后方能排入珠江。根據設計院、專家及業主三方多次討論選定下列方案：
1號機組采用單元制直流供水系統。其水源為東江北干流，東江和增江保證率為97%，最小流量分別為128m3/s、8.3m3/s。通過循環水泵抽升送至凝汽器，出水排至虹吸井，其中4316m3/h由降溫水泵送至1座單塔處理水量為6000m3/h冷卻塔降溫后排放，其余溫排水由循環水排水溝排至東江干流。
2號機組采用帶機力通風冷卻塔的循環供水系統。循環水經循環水泵抽升后用循環水管輸送至凝汽器，溫度升高后的水通過循環排水管輸送至冷卻塔進行冷卻，溫度降低后的循環水經循環水回水溝至循環水泵房進水間，如此反復循環。在循環過程中由于蒸發、風吹及排污而損失的水量通過本期工程工業水回水及補給水來補充。補給水水源為工業園凈水站來水。循環供水系統擬采用7座單塔處理水量為6000m3/h的機械通風冷卻塔。
每臺機組各配3臺循環水泵，熱季采用1機3泵，冷季采用2機3泵的運行方式。1號機組配置1根循環水管，1條循環水排水溝、2座虹吸井及1座出力為6000m3/h的機械通風冷卻塔；2號機組配置1根循環水管，1條循環水回水管，1條循環水回水溝及7臺出力為6000m3/h的機械通風冷卻塔。兩臺機組共8座冷卻塔，分2排背靠背布置，每排4座，均采用單面進風方式。
5 結語
中電荔新公司所采用的循環冷卻水系統，是為了適應低碳節能的環境發展需要而采取的特殊循環供水方式，它綜合了直流供水及循環供水系統的優點，滿足環評報告與其審批文件中的溫排水量需要，為類似電廠的循環供水系統選型提供了思路。
機力通風冷卻塔具有占地少、布置靈活、投資省、工期短、可根據不同季節和不同工況的循環水量調機運行臺數、啟停靈活、對地基承載力要求較低等特點，對于本工程場地條件限制和供熱機組運行方式多樣的特點，機力通風冷卻塔具有一定的技術優勢。
參考文獻
篇6
關鍵詞：55KW循環冷卻水泵 系統改造 變頻調速器
以往我公司的循環冷卻水系統采用了二臺循環水泵（一用一備）以恒速泵的方式供水，通常情況下水壓波動很大，能量損耗大，一旦發生車間用水量大時管網壓力會迅速下降，而車間停止或減少用水量時，管網壓力又會急速上升，實際上間接的流量改變導致管網壓力改變造成了循環泵的輸出功率損失，循環泵的出口壓力不穩定而造成了循環泵的工作點發生變化，從而使循環泵組本身的效率變差，無形中增加了電能的消耗和設備的機械磨損，容易造成設備故障率的升高，而為了保證生產正常，達到車間預期冷卻效果，平時循環泵后的壓力保持過高，這樣相對的在恒速循環泵供水管網中用水流量大時管網壓力底，用水流量小時管網壓力高的現況；公司對車間循環水使用情況沒有具體的什么規定和約束，時有發生車間已經不用循環水了而循環泵卻是開的；有時也由于循環水池水位過底而使泵組吸不到水也不知道，循環泵組卻在空載運行既浪費了電力能源也加速了泵組的機械磨損；另一方面循環水泵的拖動電機啟動方式采用星-三角降壓瞬時啟動，啟動時的沖擊波造成了電網的不穩定和循環泵組的機械性能受損。鑒于以上幾點有意改用變頻調速閉環控制方式來控制。 自從通用變頻調速器問世以來，變頻調速技術在各個領域得到了廣泛應用，變頻調速器以節能、安全、高品質的質量等優點，在實際應用中得到了很大發展，隨著電子技術的飛速發展，變頻調速器的功能也越來越強，尤其充分利用變頻調速器內置的PID調節功能，對合理設計變頻調速設備，保證正常生產等方面有著非常重要意義。公司的循環水泵供水系統通過變頻調速器改變泵組的出水能力來適應各車間對流量的需求，當循環水泵的轉速改變時，揚程特性隨著改變，而管阻特性則不變，則調節了管網壓力流量。由于在不同的時間段，車間用水量變化是很大的，為了節約能源，本著多用多開多送，少用少開少送的原則，故通常需要“1控X”的切換。若供水不足，自動提升循環泵的轉速來增大泵組出口流量壓力或啟動2號泵組進行變頻控制；反之，當車間用水量減少時則先停止2號泵組退出工作，僅由1號泵組變頻控制系統供水。變頻調速器已具有內置PID調節運算功能，使采集到的壓力信號（DC4—20mA）經過PID調節比較處理后得到新的頻率給定信號輸出（DC4—20mA），決定變頻調速器輸出頻率的大小，從而改變了循環泵的轉速大小來實現管網壓力恒定，構成了閉環定值控制系統，能按需自動調速，實現管網水壓實時調節的平穩恒定，避免水壓流量波動造成的沖擊損耗；合理對PID的參數值設定，可以大大減少系統供水管網水壓過高過底所帶來的功率損耗，節約能源和減少機械磨損。此外，通過變頻調速器對循環泵電機啟動過程的過渡性設置，使得泵組的啟動電流平緩增大，連續啟動運行，避免了常規快速啟動電機產生大電流對電網的沖擊和所產生的機械沖擊；從而有效的降低軸承和其他易損件的磨損，普遍減少機械應力，具有節電和延長電機、泵組使用壽命的功效。
另外對循環水池的水位情況及冷卻踏的風機運行情況與循環泵組變頻調速閉環控制系統進行連鎖工作。根據水池水位決定開機，一當水池水位過底可以連鎖自動打開補充進水閥們給水池加水，直到達到預定水位。這樣保證了整個系統正常運行的可控性。
具體方案圖紙附圖：
控制系統電氣
變頻調速器內部接線原理圖（通用風機水泵型） 單位：浙江普洛化學有限公司
編號：DYKR0311001
編制：任雪峰
日期：2003-11-11
1
斷路器
只
3
650.00
1950.00
2
交流接觸器
CJ20-160A 380V
只
4
380.00
1520.00
3
電流互感器
BH-0.66 150/5
只
2
50.00
100.00
4
電流表
6L2-A 150/5 只
2
40.00
80.00
5
電壓表
6L2-V 0-450V
只
1
40.00
6
信號燈
AD11-25/40
只
5
10.00
50.00
7
控制按鈕
LAY3
只
6
15.00
90.00
8
通用繼電器
HH54P
只
4
10.00
40.00
9
液位控制器
YJ-712
只
1
40.00
10
壓力變送器
HBY-2000
套
1
3000.00
11
變頻調速器
VF-55KW
臺
1
18000-35000.00
12
箱體
臺
1
1000.00
13
主導線
批
1
200.00
14
輔料費
批
1
200.00
15
備注
16
篇7
【關鍵詞】冷卻循環水；節能減排；制酒車間
1、背景
茅臺酒廠某制酒車間的白酒生產現采用的是不銹鋼套管式白酒冷卻器，需要大量的冷水來滿足冷卻制酒的需求，冷水流過冷卻器后，溫度上升即行排放，冷水只用一次。且生產所用供水硬度較高，該水在冷卻過程中由于蒸發，接觸大氣，水質更加惡化，鈣鎂離子濃度更高，會在工藝設備上嚴重結垢、腐蝕，使換熱過程難以順利進行，加大了冷卻水的使用量。隨著市場的增大，酒廠生產用水量和廢水排放量逐年增大，原生產冷卻水沒有合理地循環利用，浪費水資源。因此，對生產冷卻水合理地循環利用，每年可節約大量水資源。這是對國家節能減排政策的積極響應并將付諸行之有效的措施。
循環水冷卻系統是為生產設備實施水冷卻而配置的。以水作為冷卻介質，并循環使用的一種冷卻水系統。冷卻系統以水冷卻移走工藝介質或換熱設備所散發的熱量，冷水流過需要降溫的生產設備（常稱換熱設備，如換熱器、冷凝器、反應器）后，溫度上升，使升溫冷水流過冷卻設備則水溫回降，可用泵送回生產設備再次使循環使用。冷水的用量大大降低，常可節約95%以上。冷卻水占工業用水量的70%左右。因此，循環冷卻水系統起了節約大量工業用水的作用。循環冷卻水使用的目的是能有效地節約水資源、減少熱污染。
2、制酒車間冷卻循環水系統控制要求
根據長期調研生產數據，最后得出該醬香型白酒制酒車間冷卻循環水系統控制的要求為：環境濕球溫度28℃，一棟生產房冷卻水需要量為25m3/h，四棟共需要水量100m3/h，冷卻前水溫55℃，冷卻后水溫32℃。
3、可行性分析
（1）節水效能分析
根據調研所得數據，系統需求冷卻水量為100m3/h，冷卻溫差23℃。
蒸發水消耗約為循環水量的0.16%/℃，即蒸發水消耗=100m3/h*0.16%/℃*23℃=3.68m3/h。
為減少管路結垢、抑制微生物生產，控制排污量和補充水量為循環流量的5%，即排污水量=100m3/h*5%=5m3/h。
在每個窖期的開始時對整個水箱和冷卻塔的沖洗一次，需放空水箱和冷卻塔，按最大量計算（放空前水箱滿水），水箱存水60m3，沖洗用0.5m3，冷卻塔存水2m3，沖洗用0.5m3，所以共用水63m3。按每輪次生產20天、每天16小時折算沖洗用水量=63/（20*16） = 0.2m3/h。
結論：相對于非循環水，采用循環供水后污水排放減少94.8%，清水消耗減少91.12%。
（2）用電效能分析
根據泵站與高位水池的距離和高差、流量，測算清水用電約2（kW?h）/m3，污水處理由于在下游、耗電可以過忽略，即非循環供水耗電約2（kW?h）/m3。
電能消耗=加壓泵30kW+風機11kW*2+散水泵1.5kW*2+過濾器2kW+控制回路1kW=58kW，循環水量100m3/h，系統采用變頻控制，按節能系數0.8計算，平均電能消耗0.464 （kW?h）/m3。
結論：對比數據，采用循環水后電能消耗降低了25.4%，節能效果明顯。
（3）技術可行性
根據循環水量和溫差，計算散熱負荷，選用散熱能力好的橫流式冷卻塔雙機組合，可以達到要求。根據循環水量和壓力要求，相應的泵也屬于常規產品，容易滿足。根據四棟廠房布局，回收水箱安裝于六棟廠房后面就可以利用水自身重力回流。
4、系統方案設計
（1）循環冷卻水方案設計
按照冷卻循環水是否與大氣直接接觸冷卻，可將冷卻塔分為開式冷卻塔和閉式冷卻塔。開式冷卻塔內空氣與水進行充分的接觸。大氣中塵埃不斷混入水中，造成菌藻滋生；由于冷卻水蒸發、飛濺、漏損、濃縮形成的鹽類污垢，造成管網堵塞；另外系統內只安裝普通的過濾裝置，不能完全去除這些雜質，導致水的電導率增加，造成管道腐蝕；冷卻水經過被冷卻設備時溫度上升，水中的鈣、鎂離子溶解度發生變化會形成水垢。降低了換熱效率，影響系統正常工作。所以，敞開式冷卻循環水存在水垢、污垢、腐蝕、菌藻、管網腐蝕和濃縮倍數的控制等問題。
閉式冷卻塔（也叫蒸發式空冷器或密閉式冷卻塔）是將管式換熱器置于塔內，通過流通的空氣、噴淋水與循環水的熱交換保證降溫效果。由于是閉式循環，其能夠保證水質不受污染，很好的保護了主設備的高效運行，提高了使用壽命。
閉式冷卻塔按風的流向分為橫流式冷卻塔和逆流式冷卻塔，橫流式冷卻塔風從兩側進從上方出，風與從下往下的噴淋水相交，逆流式冷卻塔風下進上出，與噴淋水方向相反。與逆流式冷卻塔相比，橫流式冷卻塔具有風機功率小、散水泵功率小、噪音低、飄水量小、可在運行時進行日常維護、可模塊化組裝、擴容方便等優點。
綜合以上因素，故本方案選擇橫流閉式循環冷卻水方案，閉式系統如圖1所示。
（2）廠房回水管道設計
該制酒車間包括4棟生產廠房，每棟生產廠房內有4個班，8個班組走1條總線，采用DN110的PPR環保供水管，在冷卻塔出水處匯聚成1條DN160的PPR環保供水管，所有水管采用PPR環保供水管，完全符合GB/M318742.1、GB/M318742.2、GB/M318742.3以及GB/M317219 衛生標準及國家衛生部相關的衛生安全評價規定。PP-R產品具有耐熱、耐壓、保溫節能、使用壽命長及經濟等優點，將逐步取替現有的其它種類水管而成為主導產品。
每個冷卻灌的循環水溢出管采用DN32的PPR管，在溢出口裝有一個DN32的活接球閥，每個班的兩個冷卻灌溢出管道經DN63變DN32的變徑接頭將水匯總到DN63的回水管里；較遠兩個班的冷卻溢出水又經DN110變DN63異形接頭或變徑接頭將水匯總到DN110的回水管里；最后四個班的回水經DN160三通、DN160變DN110、DN110變DN63變徑接頭將回水匯總到DN160總管回流至水箱內，在進入水箱之前進過籃式過濾器進行除渣，保證回流水質。其中A12-03、A12-04、A12-05三棟廠房地理位置比水箱高，可借用水的壓力自然回流，而A12-06這棟廠房與水箱位置相平，水不宜回流，故在主管上加有一個循環水泵。
（3）系統全自動控制設計
系統采用西門子200PLC進行數據處理和控制，實現全自動、無人值守、無按鍵操作。
a.恒壓供水控制：對供水壓力進行PID控制，控制變頻器調節加壓泵轉速，使壓力穩定于設定值。
b.恒溫供水控制：對冷卻溫度PID控制，控制變頻器調節風機轉速，使溫度低于設定值。
c.自動啟停控制：工人無需操作任何按鈕，只需打開/關閉冰缸進水閥，就可實現系統的啟動/停止，實現閑時停機節能。當停止生產，關掉冷卻缸進水閥時，管道無水流動，壓力增大，變頻器長時間低頻工作一段時間后，系統自動進入休眠狀態，所有設備停止運行。當打開水閥，檢測到供水壓力低時立即啟動加壓泵，迅速恢復供水壓力。
d.自動水箱液位控制：控制補水閥使水箱水位在一定范圍內。水箱水位低于設定值時，打開補水閥。當水箱水位高于設定值時，關閉補水閥。
e.水箱自動粗過濾：水箱內設置有3mm過濾網和沖洗掃渣裝置，定時運行，確保大的雜質不進入水箱。
f.管道精細過濾：在主供水管上安裝100微米過濾器，濾除大于100微米的雜質，定時沖洗。
h.觸摸屏界面：顯示系統拓撲圖，顯示各設備運行狀態，顯示運行數據，手動操作各設備，設置運行參數等。
5、系統運行效益分析
設備于2013年5月完成安裝和初步調試，單棟投入試運行，在處理好回水過濾除渣等問題后，于2013年7月份完成全部調試，并投入四棟運行。設備投入運行后，從7月到9月，每天專人到現場查看設備運行狀態、進行日常維護和記錄相關數據，至今沒出現任何故障。每到窖期由專人負責水箱、冷卻塔、過濾器的清洗，供水質量達標。
（1）冷卻效果：根據7輪次酒運行數據可以看出，系統冷卻后的水溫達到了設計要求，低于32度。
（2）恒壓供水：加壓泵出口壓力穩定0.51MPa，最遠端用水壓力高于0.25 MPa，達到了恒壓供水的目的。
（3）用水情況：系統在7輪次共補水量1363m3，其中包括人為打開冰缸的原溢流口導致的泄漏、沖渣用水、洗工具等水耗。同車間原未安裝循環水的1、2、7、8棟生產房本輪次共用水12289m3。
（4）用電情況：循環系統本輪次用電量為5731（kW?h）。
（5）本輪次系統節約費用計算：按用電費用：單價0.71元/（ kW?h），水資源費：單價0.05元/m3計，經統計未安裝系統生產房用水量為12289m3。
系統節水量：12289-1363=10926m3；
系統節電量：10926m3×0.7（kW?h）/m3-5731（kW?h）=1917.2（kW?h）
系統節約費用：1917.2（kW?h）3×0.71元/（ kW?h）+ 10926 m3×0.05元/m3=1907.51元。
（6）節約能源計算：電的折煤系數取0.36kg標煤/（kW?h）， 水的折煤系數取0.2429kg標煤/立方米新鮮水。
系統節約能源量：10926m3×0.249kg標煤/立方米新鮮水 +1917.2（kW?h）×0.36kg標煤/（kW?h）=3410.766kg標煤=3.412噸標煤
該項目一棟生產房一個輪次能節約3.412噸標煤，節能效果顯著。
篇8
關鍵詞：電廠；性能；循環；負荷；調節方式
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.050
1 概述
本電廠建設規模為2×660MW超超臨界、間接空冷機組，廠址位于新疆準東煤電煤化工產業帶奇臺縣五彩灣工業園區大井礦區。
廠址區屬準噶爾盆地東南緣，古爾班通古特沙漠東緣，暖溫帶大陸性干旱氣候特點顯著。其氣候特點是冬季寒冷，夏季酷熱，冷暖變化劇烈，降水稀少，氣候干燥，風沙多，日照強。
2 半干半濕方案切換方式的確定
2.1 輔機冷卻水采用開閉式系統的選擇要求
《大中型火力發電廠設計規范》（GB50660-2011）第12.7.3 條，對輔機冷卻水系統的設計要求。本工程主要水源采用地表水，根據水質分析，宜采用以開式循環冷卻水為主的輔機冷卻系統。考慮將來的輔機冷卻水水質受環境的影響有變差的可能，對輔機冷卻水水質要求較高的設備（例如各種轉動設備的機械軸承）采用除鹽水冷卻，配置一個小閉式循環冷卻水系統。
2.2 主廠房輔機冷卻水系統運行方式
主機采用的間接冷卻塔在冬季運行時，有足夠輔機冷卻的備用面積，可以考慮冬季停運輔機冷卻系統，輔機切換至主機間冷系統來冷卻。
采用開式循環和閉式相結合的輔機冷卻水系統配置時，開式水采用的機械通風冷卻塔為開式冷卻塔，且該地區塵土較大，開式冷卻水中懸浮物增加再所難免。由于開式冷卻水與主機循環水水質不一樣，若在運行中切換，存在開式冷卻水進入至主機凝汽器和間冷塔散熱器的風險，導致凝汽器和間冷塔換熱管束的腐蝕。若在寒冷時期停機切換，不僅需要開式冷卻水系統排空，而且需要大量的除鹽水沖洗開式冷卻水系統，即便這樣也很難保證開式冷卻水系統的設備及管道達到除鹽水運行的環境。若為了切換運行，再給輔機機械冷卻塔備用一套干冷塔及相關管路，顯然得不償失。因此不能利用間冷塔冷卻水作為主廠房開式冷卻水的切換制運行方案。若是為了配合輔機冷卻水系統切換運行，主廠房內輔機須全部采用閉式水系統，問題迎刃而解。
機組各輔機設備均采用閉式冷卻水冷卻，在寒冷時期，可將輔機閉式冷卻水系統統一切入主機間冷閉式冷卻水系統，輔機閉式水和主機間冷循環水均為除鹽水，不存在水質污染等方面的問題，不需要排空、沖洗管路，僅進行閥門切換的操作。因此，在寒冷時期，將輔機冷卻水系統切入主機間冷系統的運行方式具有可行性。
3 輔機冷卻水系統運行方案配置
機組的輔機冷卻水系統運行方式按照主廠房內采用開式系統的全年機械通風冷卻塔濕式冷卻方案（方案一）和主廠房內采用閉式系統的半干半濕方案（方案二）兩種冷卻方案進行優化和比較。
3.1 方案一：機械通風冷卻塔濕式冷卻方案
本方案為常方案，輔機冷卻水系統順水流布置為進水前池輔機冷卻水泵冷卻水壓力進水管主廠房閉式換熱器冷卻水壓力回水管機力冷卻塔濾網前池。
濕式冷卻方式時全廠輔機冷卻水量為4540m3/h，其中包含本期空壓機冷卻用水120 m3/h。
3.1.1 主廠房外輔機冷卻水系統配置
（1）機械通風濕式冷卻塔。
型式：逆流式機械通風冷卻塔；進水水溫：39℃；出水水溫：≤33℃；冷卻水量：1850m3/h；淋水面積：144m2；平面尺寸：12.0m×12.0m；水池深度：2m；冷卻塔風筒材料：玻璃鋼；風機直徑：Ф7000mm；電機功率：55kw（變頻電機）；軸功率：47KW；數量：3段。
（2）輔機冷卻水泵。
型式：單級雙吸臥式離心泵；流量：2300m3/h；揚程：40m；電動機功率：400kW；軸功率：340 kW；電壓：6000v；數量：3臺（兩運一備）。
（3）輔機冷卻水管道。
輔機冷卻系統采用擴大單元制，每臺機組各設1根DN800的輔機冷卻水供水管及回水管。
3.1.2 主廠房內輔機冷卻水系統配置
主廠房內輔機冷卻水系統采用大開式、小閉式循環冷卻水系統。
開式冷卻水設一根冷卻水進水母管和一根排水母管，設置一臺電動旋轉濾網，為主機冷油器、給水泵汽輪機冷油器、機械真空泵冷卻器和閉式循環冷卻水熱交換器提供冷卻水，冷卻水水源工業水。主廠房內單臺機開式輔機冷卻水量約2210t/h。
閉式循環冷卻水系統，對汽機、鍋爐各輔機提供冷卻水。閉式循環冷卻水系統采用除鹽水作為補水水源，設1臺10m3閉式水膨脹水箱。 系統共設2臺100%容量互為備用的閉式循環冷卻水泵，閉式水熱交換器采用兩臺65%板式換熱器。閉式循環冷卻水系統總水量約為1750 m3/h。
3.2 方案二：主廠房內采用閉式系統的半干半濕方案
如前述，本方案的運行方式：（1）寒冷時期，主機間冷塔出水溫度≤33℃，滿足輔機冷卻水水溫要求。濕式機械通風冷卻塔及廠區輔機冷卻水泵房內的輔機水泵停運，主廠房內輔機設備及除灰空壓機冷卻水均由主機間冷塔出水提供。（2）除寒冷時期外，主廠房內大閉式循環冷卻水系統與機械通風冷卻塔的輔機冷卻水通過主廠房內的板式換熱器進行熱交換。主廠房內大閉式系統采用除鹽水作為冷卻水源。全廠空壓機冷卻水也由主廠房內大閉式系統除鹽水提供。
此方案兩臺機需主廠房外機力塔或主機間冷系統提供的總冷卻水量約4720 m3/h，其中包含全廠空壓機所需冷卻水量120 m3/h。
3.2.1 輔機冷卻水系統配置
3.2.1.1 主廠房外輔機冷卻水系統配置
（1）機械通風濕冷塔。
型式：逆流式機械通風冷卻塔；進水水溫：39℃；出水水溫：≤33℃；冷卻水量：1900m3/h；淋水面積：156.25m2；平面尺寸：12.5m×12.5m；水池深度：2m；冷卻塔風筒材料：玻璃鋼；風機直徑：Ф7000mm；電機功率：75kw（變頻電機）；軸功率：50KW；數量：3段。
（2）輔機冷卻水泵。
型式：單級雙吸臥式離心泵；流量：2250m3/h；揚程：43m；電動機功率：450kW；軸功率：370kw；電壓：6000v；數量：3臺（兩運一備）。
（3）廠外輔機冷卻水管道：同方案一。
3.2.1.2 主廠房內輔機冷卻水系統配置
主廠房內輔機冷卻水系統采用閉式循環冷卻水系統，對汽機、鍋爐各輔機提供冷卻水。閉式循環冷卻水系統采用除鹽水作為補水水源。每臺機組設1臺10m3閉式水膨脹水箱，設2臺100%容量互為備用的閉式循環冷卻水泵，閉式水熱交換器采用兩臺65%板式換熱器。閉式循環冷卻水系統總水量初步估算約為2330m3/h 。
4 經濟比較
4.1 初投資比較
4.2 運行比較
4.2.1 耗電
4.2.2 耗水
由以上數據可見，方案二全年耗電費用155.52萬元；方案一輔機冷卻水系統運行全年耗電費用為155.26萬元。兩個方案的耗電費用相差0.26萬元。方案二全年耗水費用75萬元/年；方案一輔機冷卻水系統運行全年耗水費用為108.6萬元/年。方案二較方案一耗水費用節約33.6萬元/年。
4.2.3 年運維費用比較
由上表數據可見，方案一與方案二系統相比較，初投資節省25.4萬元，年運行費用多33.34萬元，年總費用多29.64萬元。
5 結論
通過對兩種方案經濟技術比較，方案二初投資較方案一略高為25.4萬元，年耗電費用相當，但是方案二；每年總費用比方案一節約29.64萬元，若按照使用壽命20年計算，節約運維成本約592.8萬元；方案二比方案一每年節水7.47萬噸，節水效果顯著；在環境氣溫較低時，按方案二系統設計對間冷塔防凍工作有幫助。
因此，神華國神準東電廠工程輔機冷卻水系統運行方式采用冬季輔機機械通風冷卻塔停運輔機冷卻系統切換到主機間冷系統即半干半濕方案，無論從經濟性，還是節能減排均是可行的。即降低了運營成本，并在節能減排方面效果顯著。
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篇9
【關鍵詞】循環冷卻水；結垢；微生物
1 引言
在化工企業中，生產所需的冷卻水用量大約占總體用水量的60～80%，但循環冷卻水在運轉過程中，總會因為結垢、腐蝕或微生物滋生的原因，使設備發生損壞，嚴重時會造成設備受熱不勻而爆炸，往往對企業造成巨大的損失。大多化工企業為了減少循環冷卻水系統發生巨大事故，只能不斷增加循環水設備檢修次數，造成循環冷卻水的檢修費用越來越高。所以如何保證化工企業循環冷卻水的水質穩定成為了研究者十分熱門的研究課題，本文通過對化工循環冷卻水水質的具體問題的分析，提供了有效的解決措施，為化工企業的循環水系統工作提供了有效的支撐。
2 循環冷卻水的水質問題分析
在化工企業中，循環冷卻水分為開放式循環冷卻水系統和封閉式循環冷卻水系統。在開放式循環冷卻水系統中，由于冷卻水在循環過程中不斷的蒸發，導致水中的鹽分不斷的被濃縮，水的PH值不斷的增加，而循環冷卻水的水溫、溶解氧以及營養物質特別豐富，會促進微生物的不斷的滋生繁殖，最終導致循環水無法繼續使用，這種循環水系統不被大多企業使用，使用價值不高；封閉式的循環冷卻水系統是采用的全封閉循環，在循環過程中沒有水分蒸發、沒有曝氣過程，僅僅需要補充一些軟化水或脫鹽水進行補充滲漏量，由于循環冷卻水中無氧氣補充，微生物繁殖也相應較少，鹽分較少不會大量結垢，但這種運行模式僅僅適用于工藝要求高、易結垢且冷卻水的運行管道較窄等特殊場合，運行成本較高。
3 循環冷卻水水質處理方法探析
化工企業的循環冷卻水水質問題主要集中在結垢、微生物繁殖以及腐蝕三個方面的問題，下面我對其進行具體分析。
3.1 結垢問題的分析及解決措施
循環冷卻水經過長時間循環往往產生許多鹽垢，常用的有碳酸鈣、硅酸鈣、硫酸鈣等，其中以碳酸鹽為最多。目前防止碳酸鹽結垢的方法主要有以下幾種：（1）用石灰軟化或者其他成分的軟化水軟化法：通過石灰水或其它軟化水等成分將那些致鹽垢的成分去除掉或者將這些致鹽垢成分轉化成非致鹽垢的成分；（2）排污法：通過控制循環冷卻水中的排污量，來降低水中的碳酸鹽硬度，使循環水的碳酸鹽硬度始終低于極限碳酸鹽硬度；（3）中和法：循環冷卻水的結垢大多是因為PH值過高，向補充水中投放適量的酸，將碳酸鹽分解成可溶性鹽，從而達到防止結垢的目的；（4）加入阻垢劑：通過向補充水中加入具有阻垢性能的藥劑，防止非碳酸鹽垢的產生，但是目前市場上的化學藥劑在阻垢效果上有著一定的問題，其阻垢性能有著很大的限制，而且對銅以及其它合金有著腐蝕作用，所以使用的時候需要謹慎處理。
除了碳酸鹽污垢外，大量微生物產生的粘泥也是污垢的主要成分之一，所以采用一些方法對微生物的繁殖進行控制也是防止污垢的主要手段之一。有部分廠家采用在流動水中放置靜電除垢器，它的原理是：當水中的具有極性的偶極子通過靜電除垢器時，這些偶極子會按照正負有序的方式連續排列，增大了水分子的偶極距，使水分子中的溶解鹽類被水偶離子包圍，按照正負順利排列在偶極子中，既不能自由運動，也不能靠近管壁，這樣水垢就無法形成，甚至會因為水的極化作用使水分子趨向管壁，導致原有的老垢龜裂、變形、脫落，達到除垢的目的。實踐表明：采用靜電除垢器，不僅防垢除垢效果好，而且安裝容易，維護成本極低。
3.2 腐蝕問題的分析及解決措施
在化工企業的循環冷卻水系統中常見的腐蝕分為三種：化學腐蝕、電化學腐蝕、微生物腐蝕。首先是化學腐蝕，它是化工企業最常見的腐蝕方式，主要是因為硫化氫、二氧化硫等具有強腐蝕性的氣體或設備泄露酸性物質造成的腐蝕；其次是電化學腐蝕，它是化工企業循環冷卻水中最主要的一種腐蝕方式，它是因為兩種金屬元素之間或同一種金屬元素之間存在電位差，使電子發生了大量轉移，造成了金屬腐蝕；再次是微生物腐蝕，它主要是因為微生物產生的粘泥沉淀附著在管壁表面產生腐蝕，很難進行控制或處理。
目前處理腐蝕的方法很多，有藥劑法、陰陽極保護法、噴涂防腐蝕層法等。其中藥劑法是最常用的一種方法，其成本低，操作簡單，控制腐蝕效果稍差；陰陽極保護法在控制腐蝕方面效果很好，是最普遍使用的一種方法；噴涂防腐蝕層法在控制腐蝕方面效果最好，但對系統要求嚴格，管理不便，工作量大，不為大家推薦。
3.3 微生物腐蝕問題分析及解決措施
化工企業循環冷卻水的PH值、水溫、營養等條件十分適宜微生物的生長，而隨著循環水系統的不斷運行，冷卻水不斷蒸發，水中的營養富集越發嚴重，促進微生物的迅速繁殖，水質惡化，微生物引起的粘泥、結垢和腐蝕問題就成了循環冷卻水系統中的普遍問題。
對微生物的控制方法通常是殺菌劑，但殺菌劑并非長效藥劑，必須保證完成殺菌后迅速降解，對人畜無害，并且不能積累毒性，具備很強的普遍性，還需要盡可能的不影響其它阻垢劑發生作用，要具有很強的穩定性，盡量不與水中的其它物質反應，還要價格低廉、使用方便，但市場上大多是藥劑無法滿足這些要求，大多殺菌劑對人和水生動植物都有毒，在使用時務必謹慎選擇和使用。
對于微生物的去除還可以通過過濾裝置來實現，即在水中裝備過濾器濾去水中的懸浮物和菌藻類。另外還可以在循環水加入弱電電子水處理器，它將流經處理器的水分子的電子激活，使其電子能位升高、電位降低，從而使水中鹽類離子因靜電引力的減弱而不發生積聚，平均分布在水中，發到防止結垢的目的。實際應用中發現，這種弱電電子處理器的功能十分顯著，可以達到殺菌率97%，降藻率99%。
4 結論
本文通過具體的生產實踐，對化工企業循環冷卻水在運行過程中遇到的結垢、腐蝕以及微生物繁殖等問題的產生原因進行了分析，并結合生產實際提出了相應的解決措施，為化工企業的專業工程技術提供借鑒，對我國的節約用水和環境保護也有很大的現實意義。
參考文獻：
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篇10
我國水資源總量占世界水資源總量的7%,居第6位。但人均占有量僅有2400m3,為世界人均水占有量的25%,居世界第119位,是全球13個貧水國之一。我國是一個貧水國家,按國際標準,每人每年水供應量在1000t以下就是缺水國家。目前,中國缺水在千億立方米以上。不少地區人均水資源已同世界聞名的缺水國家以色列相近。黃土高原地區情況就是這樣。我國被列為世界上貧水的國家之一。特別是北方、西部廣大地區缺水特別嚴重。我國東南地區由于地面水資源污染引起水質性缺水情況也很嚴重。在全國670座大中城市中,有400座城市不同程度地缺水。其中110座城市嚴重缺水。面對如此缺水的嚴峻形勢,我國工業用水量卻浪費驚人。主要是工業用水重復利用率低。工業用水重復利用率只有20%~30%。僅為發達國家的1/3。一般的冷卻系統均采用敞開式循環冷卻水系統,冷卻水用過后不是立即被排放掉,而是收回循環再用。水的再冷是通過冷卻塔或其他冷卻設備來進行的。由于敞開式循環冷卻水系統水的再冷卻是通過冷卻塔來進行的,因此冷卻水在循環過程中要與空氣接觸,部分水在通過冷卻塔時還會不斷被蒸發損失掉,因而水中各種礦物質和離子含量也不斷被濃縮增高。為了維持各種礦物質和離子含量穩定在某一個定值上,必須對系統補充一定量的冷卻水(補充水)。并排出一定量的冷卻水(排污量)。這種敞開式循環冷卻水系統要損失一部分水,但與直流冷卻水系統相比,可以節省大量的冷卻水,且排污水也相應減少,而且減少系統對外界的熱污染。因此不論從節約水資源,還是從經濟和保護環境的觀點出發,都應設法降低各類工廠的冷卻水用量,減少排污水量。工業冷卻水占工業用水的80%以上,對冷卻水實行循環利用,具有顯著的環境效益、經濟效益和社會效益。如果循環水平均濃縮倍數由2.2提高到4.0,每1萬立方米循環水可以減少70~80m3的循環水補充水。同時還可以減少排放70~80m3的污水。因此,如何提高工業水的重復利用率,并合理、科學地使用工業水就顯得極為重要。
2循環水系統中存在的問題
循環冷卻水處理,最重要的是解決換熱設備的結垢和腐蝕問題。結垢要影響換熱效率,多耗能源,影響工藝操作。腐蝕會降低設備使用壽命,并存在安全隱患。
2.1腐蝕
水在冷卻塔內和空氣充分接觸,循環水中的溶解氧得到補充,所以循環冷卻水中溶解氧總是飽和的。水中溶解氧是造成金屬電化學腐蝕的主要原因,這是冷卻水循環使用后易帶來的一大問題。
2.2沉積(含水垢及污垢)
水在冷卻塔中蒸發,使循環水中鹽含量逐漸增加,加上水中二氧化碳在塔中解析逸散,使水中碳酸鈣在傳熱面上結垢析出的傾向增加,這是問題之二。2.3微生物黏泥冷卻水和空氣接觸,吸收了空氣中大量的灰塵、泥沙、微生物及孢子,使系統的污泥增加。冷卻塔內的光照、適宜的溫度、充足的氧和養分都有利于細菌和藻類的生長,從而使系統黏泥增加,在換熱器內沉積下來,造成黏泥的危害,這是水循環使用后帶來的問題之三。
3產生問題的原因
3.1換熱器的材質
根據實踐經驗,不同材質組合雖然有利于提高換熱效率,但帶來的電偶腐蝕和水質處理上的難度也是不可忽視的。例如化肥廠的水系統,在碳化塔工段使用鋁合金換熱水箱,就存在鋁管與鋼鐵連接處的電偶腐蝕問題,循環水也難以回用高堿度廢水(鋁對Cl-、Na+、K+等耐受能力較弱)。同時,碳化水箱設計為U形管,管徑較細,冷卻水在其中流速慢,碳化液溫度高,易結垢和沉積污垢。
3.2運行工藝的影響
3.2.1水垢附著
在循環冷卻水系統中,碳酸氫鹽的濃度隨蒸發濃縮而增加。當其濃度達到過飽和狀態,或經過傳熱表面水溫升高時,會分解生成碳酸鹽沉積在傳熱表面,形成致密的微溶性鹽類水垢,其導熱性能很差(≤1.6W/(m•K),鋼材一般為45W/(m•K))。
3.2.2設備腐蝕
循環冷卻水系統中,大量設備是由金屬制造,長期使用循環冷卻水,會發生腐蝕穿孔。這是由多種因素造成的,主要有:冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕;有害離子(Cl-和SO2-4)引起的腐蝕;微生物(厭氧菌、鐵細菌)引起的腐蝕等。從大量垢下腐蝕的情況分析,有兩種情況:一種是銹垢。這種垢大多為瘤狀,瘤周為黑色,主要是水質pH值偏低,鐵細菌和硫酸鹽還原菌繁殖的后果;另一類是污垢與金屬接觸部位細菌繁殖的后果。主要是水的流速慢,換熱面上或系統設備上積存雜質和污垢所造成。
3•2•3微生物的滋生與黏泥
在循環水中,由于養分的濃縮,水溫升高和日光照射,給細菌藻類的迅速繁殖創造了條件。細菌分泌的黏液使水中漂浮的灰塵雜質和化學沉淀物等黏附在一起,形成沉積物附著在傳熱設備表面,即生物黏泥或軟垢。
3•2•4污垢沉積
污垢沉積主要是冷卻水流速偏低造成的,特別是夏季水溫高,膦系水處理系統微生物黏泥大量滋生,流速慢的地方,緊貼管壁的生物黏泥更減緩了本來就緩慢的水流,結果是惡性循環。提高冷卻水流速不利于污垢存留,一般大于0•9m/s的水流,污垢或黏泥難以在循環水系統中管道和設備上附著。
4水質指標
根據裝置長周期運行對水質的要求,以及國標《石油化工給水排水水質標準》(SH3099-2000)的規定,循環冷卻水水質指標如下。
4•1污垢熱阻
所有循環水均存在污垢沉積影響換熱的問題。污垢熱阻值的規范指標規定為(1•72~3.44)×10-4m2•k/w。由于現行大多是采用磷系配方(包括聚磷和復合配方),其污垢是否附著換熱器而影響換熱,除了水的流速、流量、藥劑濃度外,菌藻微生物繁衍滋生也是重要的因素。當加了殺菌滅藻劑后,微生物黏泥少,污垢就少,換熱就好。菌藻微生物隨時都在繁殖,污垢熱阻值也在不斷變動之中。所以,污垢熱阻這一指標難以準確反映實際情況,很多流于形式。
4•2懸浮物和濁度
其允許值低于或等于30mg/L。由于新鮮水水質問題或者旁濾池的運行情況不好以及微生物的繁衍滋生等原因,造成循環冷卻水的懸浮物和濁度經常超標。
4•3pH值
指標為8•0~8•6。根據實踐運行情況,循環冷卻水在較高pH值條件下運行,可有效防治系統腐蝕。優良的藥劑與垢離子絡合成不溶物,在旁流處理或沉積池中沉積而不斷與循環水分離,循環水的堿度和pH值不僅不會隨循環水的濃縮而提高,反而會降低或平衡在一個相對穩定的范圍內。
4•4堿度
指標為≤500mg/L。使用磷系的最高允許指標為500mg/L,一般動物中不能超出此指標,否則將產生磷酸鈣結垢,廢氨廢堿更不敢回收入循環水中使用。為了防止堿度升高,曾有加酸處理。但磷酸鹽本身要增加堿度,只有不斷排放循環水或控制低濃縮倍數,才能正常運行,很不利于節水和環保。
4•5鈣離子
指標為≤600mg/L。循環水中有一定鈣離子有利于緩蝕。高分子聚合物使鈣鎂離子成為膠體絡合物再轉化非離子泥垢。實際運行中,鈣離子濃度與堿度、pH值和藥劑二者之間存在聯動關系。在規定的加藥量、pH值、堿度指標內,鈣離子也自動平衡在一個相對穩定的范圍。
4•6鐵離子
循環水中如果有鐵離子存在,是循環水系統出現腐蝕的一個信號,一般在低pH值條件下出現。
4•7氯離子(以Cl-計)
循環水系統是鋼鐵材質,循環水中Cl-≤1000mg/L,有銅、不銹鋼材質Cl-≤400mg/L。氯離子是造成金屬腐蝕的重要因素。
4•8石油類(COD)
指標為<10mg/L。聚合物能使水體中油類聚集,只要設計好集油池,油類會自動上浮并與循環水分離。
4•9濃縮倍數
濃縮倍數是循環冷卻水處理上常用的術語。是循環水中的含鹽量與補充水中的含鹽量的比值。縮倍數受補充水水質和循環冷卻水水質標準制約。由于我國大部分水處理采用的是磷系(含聚磷)配方。因此,濃縮倍數實際上成了循環水運行中一項重要的硬指標。按照國標《石油化工給水排水水質標準》(SH3099-2000)的規定,化工行業的濃縮倍數應當大于3•0。煉油系統的濃縮倍數應當大于2•5。由于有機磷藥劑存在水解的問題,它與鈣鎂離子的絡合狀態隨時存在于動態變化之中。循環水濃縮過程中,這種絡合平衡指數不斷被打碎,水的pH值升高,堿度增加,就會出現有磷酸鈣垢或含磷、鋅污垢的問題。解決這一問題的出路,就是要不斷排放一部分循環水,并補充新鮮水和藥劑。實現這一過程的關鍵措施就是控制水的濃縮倍數。濃縮倍數事實上是控制了磷系藥劑在循環水系統中的停留時間。但排放的一部分廢水,必然含有尚未失去功能的有效藥劑。這些含磷廢水不僅浪費大量的水資源,而且對環境有害,是水域富營養化,赤潮頻發的重要因素。
5水質管理
5•1冷卻水閉路循環盡量不排放
循環冷卻水系統屬于閉路循環系統,水池內的水通過泵送到各用戶處,從用戶處回來的水通過冷卻塔進行冷卻,并同時投加緩蝕阻垢劑。經過冷卻塔冷卻處理的水回到水池,供用戶重復使用。正常情況下,系統根據所要控制的濃縮倍數,會產生一些排污水。但大部分冷卻水是循環使用的。冷卻水的循環使用要注意兩點:①冷卻塔集水池應設置一定容積的積存污物和淤泥之處,便于污物沉積,并設置便于清除淤泥的設施。集水池出口處和循環水泵吸水井應設計攔截雜物的攔物網。②密閉式循環冷卻水系統的管道底點處應設置一定容積的積污罐或過濾器,便于污物沉積和排出。管道高處應設排氣閥。
5•2清洗和預膜
清洗和預膜是工業循環水系統開車時的慣例,通過清洗可以很快去處銹垢,通過預膜可以保護設備減輕腐蝕。但是,清洗和承膜帶來的負面效應也是不容忽視的。清洗和預膜過程中要浪費大量的水,所有清洗、預膜藥劑均隨著置換廢水進入環境水域,這里邊有大量酸類、磷酸鹽和高濃度鋅及其化合物等,均屬污染環境的物質。
5•3日常水質管理
貫徹執行國家、省、市及有關部門頒發的有關法律、法規和規章,貫徹執行股份公司和蘭州石化分公司下發的有關水質管理文件。認真做好日常的水質指標的管理。
5•3•1腐蝕速度
由于冷卻循環水中富有氧,碳鋼的金屬表面并不是均勻的。當它與冷卻水接觸時,會形成許多微電池,產生氧化還原反應,繼而對金屬產生腐蝕。為了有效控制腐蝕,按照國標《石油化工給水排水水質標準》(SH3099-2000)的規定要求碳鋼腐蝕速率≤0•075mm/a,不銹鋼的腐蝕速率≤0•010mm/a。
5•3•2黏附速率
黏泥主要是指微生物黏泥,在冷卻水中由于水中溶解的營養源而引起細菌、霉菌、藻類等微生物群的增殖,并以這些微生物為主體,混有泥沙、無機物和塵土等,形成附著的或堆積的軟泥性沉積物。冷卻水系統中的微生物黏泥不僅會降低換熱器和冷卻塔的冷卻作用、惡化水質,而且還會引起冷卻水系統中設備的腐蝕和降低水質穩定的緩蝕、阻垢和殺生作用。為了減少微生物黏泥,按照國標《石油化工給水排水水質標準》(SH3099-2000)的規定,要求化工系統碳鋼管黏附速率≤15mg/(cm2•月),煉油系統的碳鋼管黏附速率≤20mg/(cm2•月)。
5•3•3微生物數量控制
含有微生物的補充水不斷進入循環冷卻水系統,與此同時,冷卻塔中從上面噴淋下來的冷卻水又從逆流相遇的空氣中捕集了大量的微生物進入冷卻水系統。冷卻水系統中充沛的水量為這些進入的微生物的生長提供了可靠的保障。冷卻水的水溫通常被設計在32~42℃之間(平均溫度為37℃),這一溫度范圍又特別有利于某些微生物的生長。因此,有些冷卻水系統成了一些微生物的一個巨大的捕集器和培養器。為了控制微生物數量,按照國標《石油化工給水排水水質標準》(SH3099-2000)的規定,要求異養菌總數≤1×10E+5個/mL。
